(57)【要約】【課題】実用的な画像データ取得システムを提供する。【解決手段】テーブル１４に載置された画像シートを、カメラ２２をバイブレータ２０によって振動させつつ、そのカメラによって複数回撮影するような構成を採用し、その複数回の撮影によって得られた複数の撮影画像を基に、その撮影画像より高解像度な画像の画像データを作成する高解像度化処理を実行可能な画像処理装置２８を設ける。カメラをテーブルの斜め上方から撮影するように位置させれば、コンパクトなシステムとなる。その場合、撮影画像において台形に変形する画像シートを長方形に矯正する処理、歪曲収差補正処理、被写界深度に起因するボケを補正するためのエッジ強調処理を実行することも可能である。フラットベッドスキャナに代わるユニークな画像読取装置が、簡便な構成で実現する。【選択図】  図１
2007324655.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
概してシート状の被撮影物が載せ置かれるテーブルと、
そのテーブルに載せ置かれた被撮影物の表面を撮影可能な位置に配置されたカメラと、
前記テーブルと前記カメラとを相対振動させる振動装置と、
その振動装置によって前記テーブルと前記カメラとを相対振動させつつ前記カメラに被撮影物の表面を複数回撮影させる撮影制御装置と、
複数の画像の各々の画像データからそれら画像の各々の解像度より高い解像度をもつ１の高解像度画像の画像データを作成する高解像度化処理を、前記カメラによって得られた被撮影物の複数の撮影画像に基づく画像データに対して実行することで、被撮影物の高解像度画像の画像データを作成する高解像度化処理部を有する画像処理装置と
を備えた画像データ取得システム。
【請求項２】
前記カメラが、それの光軸が被撮影物の表面に対して傾斜する位置に配置された請求項１に記載の画像データ取得システム。
【請求項３】
前記振動装置が、前記カメラを、それの光軸に直角な一平面内において振動させるものである請求項１または請求項２に記載の画像データ取得システム。
【請求項４】
前記画像処理装置が、
(A)前記カメラがそれの光軸が被撮影物の表面に対して傾斜する位置に配置された場合におけるそのカメラの光軸の傾斜に起因する被撮影物の画像の変形の少なくとも一部を除去するための矯正処理と、(B)歪曲収差を除去するための歪曲収差補正処理と、(C)画像内に存在するエッジ部を強調するためのエッジ強調処理との少なくとも１つを含んで構成される特定の画像処理を、前記複数の撮影画像の各々の画像データと前記被撮影物の高解像度画像の画像データとの少なくとも一方に対して実行する特定処理部を有する請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の画像データ取得システム。
【請求項５】
前記画像処理装置が、前記特定の画像処理が前記複数の撮影画像の各々の画像データと前記被撮影物の高解像度画像の画像データとのいずれかに対して選択的に実行されるように構成された請求項４に記載の画像データ取得システム。
【請求項６】
前記画像処理装置が、前記特定処理部が実行する前記特定の画像処理の対象を、前記カメラによって得られた撮影画像を構成する画素のうちの高解像度化処理において有効に利用できる画素の数に基づいて、前記複数の撮影画像の各々の画像データと前記被撮影物の高解像度画像の画像データとの一方に決定する特定処理対象決定部を有する請求項５に記載の画像データ取得システム。
【請求項７】
前記撮影制御装置が、前記カメラによる撮影回数を、被撮影物の撮影画像を構成する画素のうちの高解像度化処理において有効に利用できる画素の数に基づいて決定するように構成された請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の画像データ取得システム。
【請求項８】
カメラを、シート状の被撮影物を撮影可能に保持するとともに、振動装置を有してそのカメラを振動させることが可能なカメラ保持装置と、
前記振動装置によって前記カメラを振動させつつ前記カメラに被撮影物の表面を複数回撮影させる撮影制御装置と、
複数の画像の各々の画像データからそれら画像の各々の解像度より高い解像度をもつ１の高解像度画像の画像データを作成する高解像度化処理を、前記カメラによって得られた被撮影物の複数の撮影画像に基づく画像データに対して実行することで、被撮影物の表面の高解像度画像の画像データを作成する高解像度化処理部を有する画像処理装置と
を備えた画像データ取得システム。
【請求項９】
複数の画像の各々の画像データからそれら各々の解像度より高い解像度をもつ１の高解像度画像の画像データを作成する高解像度化処理を、カメラを互いに異なる位置に位置させて撮影された概してシート状の被撮影物の複数の撮影画像に基づく画像データに対して実行することで、被撮影物の高解像度画像の画像データを作成する高解像度化処理部と、
(A)前記カメラがそれの光軸が被撮影物の表面に対して傾斜する位置に配置された場合におけるそのカメラの光軸の傾斜に起因する被撮影物の画像の変形の少なくとも一部を除去するための矯正処理と、(B)歪曲収差を除去するための歪曲収差補正処理と、(C)画像内に存在するエッジ部を強調するためのエッジ強調処理との少なくとも１つを含んで構成される特定の画像処理を、前記複数の撮影画像の各々の画像データと前記被撮影物の高解像度画像の画像データとの少なくとも一方に対して実行可能な特定処理部と
を有する画像処理装置。
【請求項１０】
概してシート状の被撮影物の表面を、カメラを互いに異なる位置に位置させて複数回撮影するステップと、
複数の画像の各々の画像データからそれら各々の解像度より高い解像度をもつ１の高解像度画像の画像データを作成する高解像度化処理を、前記カメラによって得られた被撮影物の複数の撮影画像に基づく画像データに対して実行することで、被撮影物の高解像度画像の画像データを作成するステップと、
(A)前記カメラがそれの光軸が被撮影物の表面に対して傾斜する位置に配置された場合におけるそのカメラの光軸の傾斜に起因する被撮影物の画像の変形の少なくとも一部を除去するための矯正処理と、(B)歪曲収差を除去するための歪曲収差補正処理と、(C)画像内に存在するエッジ部を強調するためのエッジ強調処理との少なくとも１つを含んで構成される特定の画像処理を、前記複数の撮影画像の各々の画像データと前記被撮影物の高解像度画像の画像データとの少なくとも一方に対して実行するステップと
を含む画像データ取得方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラを利用して画像データを取得するシステムおよびそのシステムを構成するのに好適な画像処理装置に関し、また、カメラを利用して画像データを取得する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、画像処理に関する技術の進歩から、例えば、動画における連続した複数の画像の画像データを基に、それら複数の画像の解像度よりも高い解像度の画像データを取得する技術が開発されている。この技術は、マルチフレーム高解像度化処理，超解像度処理等と呼ばれ（以下、本明細書では、単に「高解像度化処理」ということにする）、例えば、下記文献に記載されたような技術が存在する。
【非特許文献１】武久康夫，田中清、「動画像系列の高解像度化に関する一検討」、長野県情報技術試験場研究報告Ｎｏ．１８（２００２）
【非特許文献２】武久康夫，田中清、「マルチフレームを用いた画像の高解像度化」、長野県情報技術試験場研究報告Ｎｏ．１９（２００３）
【非特許文献３】青木伸、複数のデジタル画像データによる超解像処理、Ricoh Tecnical Report No.24, NOVENBER,1998
【非特許文献４】R.R.Schlrz and R.L.Stevenson、"Exraction of High Resolution Frames from Video Sequences"、IEEE Trans. Image Processing, vol.5, no.6, pp.996-1011, 1996
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
画像データ取得システムとして一般的なものとして、フラットベッドスキャナ装置があり、現在、そのスキャナ装置は、書類原稿，写真画像等の画像データ読取装置として、広く普及している。フラットベッドスキャナ装置は、高解像度の画像データが取得できるが、ライン上に配置された受光素子を有するスキャニングヘッドを精度よく移動させるためのヘッド移動装置が必要とされ、その移動装置は、スキャナ装置の設計上の制約を招いており、また、コスト低減のための障害ともなっている。一方で、画像処理の分野における技術の進歩は目を見張るばかりであり、上記文献に記載されているような新たな技術を採用する等によって、新たな発想に基づく画像データ取得システムを構築することが可能である。つまり、画像データ取得システムは、実用性を向上させるための改善の余地を多分に残すものとなっている。本発明は、そのような実情に鑑みてなされたものであり、実用性の高い画像データ取得システム、そのシステムに利用可能な画像処理装置、および、実用性の高い画像データ取得方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明の画像データ取得システムは、カメラを振動させつつ被撮影物をそのカメラに複数回撮影させるとともに、そのようにして得られた被撮影物の複数の画像を基に上記高解像度化処理を実行可能に構成されたことを特徴とし、また、本発明の画像処理装置は、上記本発明の画像データ取得システムに好適な画像処理装置であって、上記高解像度化処理を実行するとともに、その処理の他に特定の画像処理を実行可能に構成されたことを特徴とする。さらに、本発明の画像データ取得方法は、テーブルとカメラとを相対振動させつつテーブル上の被撮影物をカメラに複数回撮影し、それによって得られた複数の画像を基礎とする上記高解像度化処理および上記特定の画像処理との両者を実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の画像データ取得システム、画像処理装置、画像データ取得方法を採用すれば、スキャナ装置に頼らずとも、簡便なシステムによって、被撮影物の画像についての高解像度な画像データが取得可能となり、画像データ取得システムの実用性を向上させることが可能となる。
【発明の態様】
【０００６】
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明（以下、「請求可能発明」という場合がある）の態様をいくつか例示し、それらについて説明する。各態様は請求項と同様に、項に区分し、各項に番号を付し、必要に応じて他の項の番号を引用する形式で記載する。これは、あくまでも請求可能発明の理解を容易にするためであり、それらの発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載，実施例の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から何某かの構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得るのである。
【０００７】
なお、下記（１）項が請求項１に相当し、（２）項が請求項２に、（３）項が請求項３に、（４）項と（５）項ないし（７）項の少なくともいずれかとを合わせたものが請求項４に、（１０）項が請求項５に、（１１）項と（１２）項とを合わせたものが請求項６に、（１３）項が請求項７に、それぞれ相当する。また、（２１）項が請求項８に、（３１）項と（５）項ないし（７）項の少なくともいずれかの技術的特徴とを合わせたものが請求項９に、（４１）項と（５）項ないし（７）項の少なくともいずれかの技術的特徴とを合わせたものが請求項１０に、それぞれ相当する。
【０００８】
（１）概してシート状の被撮影物が載せ置かれるテーブルと、
そのテーブルに載せ置かれた被撮影物の表面を撮影可能な位置に配置されたカメラと、
前記テーブルと前記カメラとを相対振動させる振動装置と、
その振動装置によって前記テーブルと前記カメラとを相対振動させつつ前記カメラに被撮影物の表面を複数回撮影させる撮影制御装置と、
複数の画像の各々の画像データからそれら画像の各々の解像度より高い解像度をもつ１の高解像度画像の画像データを作成する高解像度化処理を、前記カメラによって得られた被撮影物の複数の撮影画像に基づく画像データに対して実行することで、被撮影物の高解像度画像の画像データを作成する高解像度化処理部を有する画像処理装置と
を備えた画像データ取得システム。
【０００９】
本項の態様の画像データ取得システムは、テーブル上に置かれたシート状の被撮影物の画像データを、スキャナ装置ではなく、２次元画像を撮影可能なカメラを利用して取得するシステムである。具体的には、カメラとテーブルとを相対振動させて、被撮影物とカメラとの相対位置を微妙に異ならせて、その被撮影物を複数回撮影し、その撮影によって得られた複数の撮影画像を基に、上述した高解像度化処理を実行するように構成されている。高解像度化処理によって、カメラの解像度よりも高い解像度の画像データを取得可能であり、本項の態様のシステムによれば、受光素子を備えたヘッドを移動させて画像データを取得するスキャナ装置を有するシステムと異なり、簡易なハード構成によって、高解像度の画像データを取得することが可能となる。なお、上記「高解像度化処理部」が行う画像処理には、先に挙げた文献に記載されているいくつかの処理を始め、現在検討あるいは実用化されている種々の高解像度化処理を広く採用可能である。
【００１０】
（２）前記カメラが、それの光軸が被撮影物の表面に対して傾斜する位置に配置された(1)項に記載の画像データ取得システム。
【００１１】
カメラによって被撮影物を撮影する場合、画像の変形，歪み，ボケ等を考慮すれば、被撮影物の表面にカメラを正対させることが望ましい。ところが、カメラを正対させる場合、カメラをテーブルの真上に設置しなければならず、システムを構築する際の大きな制約となる。具体的には、例えば、テーブルの上方空間にカメラが存在するため、被撮影物をテーブル上にセットし難いシステムとなり、また、カメラと被撮影物との距離をある程度確保しなけらばならないことに鑑みれば、テーブルとカメラとを含んで構成される撮影装置の高さが高くなり、システムの大型化に繋がる。それに対し、本項の態様のシステムでは、被撮影物の表面に対してカメラが斜めに設置されることになり、例えば、被撮影物の側方における上方位置（例えば、カメラをテーブル面に投影した場合に被撮影物の外側に投影されるような位置）にカメラを設置すれば、被撮影物の上方空間に当該システムの構成要素が殆ど存在しないようなシステムを構築でき、被撮影物をテーブルにセットし易いシステムが実現する。また、本項の態様によれば、テーブルに対するカメラの配設位置に関する自由度が高く、システムの小型化，システムの構造の簡素化等が図れることとなる。
【００１２】
（３）前記振動装置が、前記カメラを、それの光軸に直角な一平面内において振動させるものである(1)項または(2)項に記載の画像データ取得システム。
【００１３】
上述した高解像度処理は、複数の画像から１の高解像度画像を作成する処理であり、その高解像度画像の画像品質を考慮すれば、複数の画像は、互いに形状的な相違がなく、撮影範囲内において互いに位置のみが異なるような画像であることが望ましい。つまり、互いに平行移動した関係にある画像であることが望ましい。本項の態様によれば、そのような複数の画像が、容易に得られることになる。
【００１４】
（４）前記画像処理装置が、特定の画像処理を、前記複数の撮影画像の各々の画像データと前記被撮影物の高解像度画像の画像データとの少なくとも一方に対して実行する特定処理部を有する(1)項ないし(3)項のいずれかに記載の画像データ取得システム。
【００１５】
本項に記載の態様は、画像処理装置が上記高解像度化処理の他の画像処理を実行可能に構成された態様である。上記特定の画像処理（以下、「特定画像処理」若しくは「特定処理」という場合がある）は、特に限定されるものではなく、後の項において例示するものの他、各画素の特性を示す画素値（例えば、光学的特性値等）を別の種類の画素値変換する処理、トリミング処理等、種々の処理が含まれる。また、単一の処理のみならず、複数の処理を含むものであってもよい。なお、特定画像処理を、処理によって画素数が変化しないような処理に限定することも可能である。
【００１６】
（５）前記カメラが、それの光軸が被撮影物の表面に対して傾斜する位置に配置され、
前記特定処理部が、前記カメラの光軸の傾斜に起因する被撮影物の画像の変形の少なくとも一部を除去するための矯正処理を、前記特定の画像処理の少なくとも一部として実行する(4)項に記載の画像データ取得システム。
【００１７】
本項に記載の態様は、特定の画像処理を限定した一態様である。スキャナ装置によって被撮影物の表面を走査して得られた画像にできるだけ近い画像のデータを取得する場合には、カメラを被撮影物の表面に正対させ、つまり、カメラの位置がそれの光軸を被撮影物に対して直角となるような位置となる状態で、被撮影物を撮影することが望ましい。カメラの光軸が被撮影物に対して傾斜する場合、つまり、斜めから被撮影物を撮影する場合には、カメラによって得られる画像は、カメラを正対させて得られる画像とはならないからである。具体的に言えば、例えば、長方形をした被撮影物をそれの一辺側から斜めに撮影する場合、撮影画像における被撮影物の形状は台形となる。本項の態様は、そのような場合において、例えば、台形形状をなす被撮影物の画像のデータを基に長方形をなす被撮影物の画像の画像データを作成する処理を、特定画像処理として実行する態様である。本項の態様によれば、カメラを斜め上方に位置させて被撮影物を撮影する構成のシステムであっても、適正な画像の画像データが取得可能である。なお、本項にいう矯正処理は、２次元的な画像処理を行うことで、カメラを正対させた状態において得られる画像の画像データを作成する処理であってもよく、１次元的な画像処理を実行して、つまり、直交座標系における一方の座標についてのみ矯正された画像の画像データを作成するような処理であってもよい。具体的に言えば、被撮影物の画像の変形の一部として、ｘ軸方向の変形あるいはｙ軸方向の変形のみを除去するような処理であってもよいのである。
【００１８】
（６）前記特定処理部が、歪曲収差を除去するための歪曲収差補正処理を、前記特定の画像処理の少なくとも一部として実行する(4)項または(5)項に記載の画像データ取得システム。
【００１９】
スキャナ装置と異なり、カメラによって撮影する場合、撮影画像には、多かれ少なかれ歪曲収差が発生する。歪曲収差の形態，程度は、レンズの焦点距離等によって異なり、例えば、広角系のレンズを有するカメラの場合には、樽型の収差となり、望遠系のレンズを有するカメラの場合、糸巻き型の収差となり、広角，望遠の度合によって、収差の発生程度が異なるものとなる。本項の態様は、そのことを考慮し、それらの歪曲収差を取り除くための処理を特定画像処理として実行する態様である。本項の態様によれば、カメラで撮影して画像データを取得するシステムであっても、歪みの少ない画像のデータを取得することが可能となる。
【００２０】
（７）前記特定処理部が、画像内に存在するエッジ部を強調するためのエッジ強調処理を、前記特定の画像処理の少なくとも一部として実行する(4)項ないし(6)項のいずれかに記載の画像データ取得システム。
【００２１】
カメラによる撮影画像、特に、被撮影物を斜めに撮影した画像の場合、被写界深度の関係から、画像の一部にボケが発生し易い。本項に記載の態様は、そのようなボケに対して有効な画像処理を、特定画像処理として実行する態様である。本項の態様によれば、カメラで撮影して画像データを取得するシステムであっても、高品位な画像のデータを取得することが可能となる。
【００２２】
（８）前記画像処理装置が、前記特定の画像処理が前記複数の撮影画像の各々の画像データに対して実行されるように構成された(4)項ないし(7)項のいずれかに記載の画像データ取得システム。
【００２３】
（９）前記画像処理装置が、前記特定の画像処理が前記被撮影物の高解像度画像の画像データに対して実行されるように構成された(4)項ないし(7)項のいずれかに記載の画像データ取得システム。
【００２４】
上記２つの態様は、特定画像処理の対象に関する２つの態様である。前者の態様は、例えば、高解像度化処理の基礎となる複数の低解像度画像の各々に対して特定画像処理を実行するように構成された態様であり、後者の態様は、例えば、特定画像処理が実行された後の画像に対して特定画像処理を実行するように構成された態様である。高解像度化処理は、複数の低解像度画像から１つの高解像度画像を作成する処理であり、処理前の複数の画像を構成する画素の総数（各画像の画素数と画像数との積）は、処理後の１つの画像の画素数よりも多くなければ、当該処理によって、高解像度の画像を得ることができず、また、処理前の画素の総数が多ければ多い程より高品質が画像が得られる。したがって、特定画像処理を、高解像度化処理の基礎となる複数の画像に対して行う場合には、処理時間が長くかかることになる。一方で、高解像度化処理前の基礎となる画像の品質が高ければ高い程、高解像度化処理によって得られる画像の品質が高く、逆に、高解像度化処理前の基礎となる画像の品質が低ければ、高解像度化処理によって得られる画像の品質を向上させることができない。つまり、基礎となる画像から、歪み，変形，ボケ等を除去することは、高品質な高解像度画像を得るための有効な手段となるのである。それらのことに鑑みれば、上記２つの態様のうちの前者によれば、画像処理装置による処理速度の高いシステムを構築することができ、後者によれば、高品質な画像のデータを取得可能なシステムを構築することができる。
【００２５】
（１０）前記画像処理装置が、前記特定の画像処理が前記複数の撮影画像の各々の画像データと前記被撮影物の高解像度画像の画像データとのいずれかに対して選択的に実行されるように構成された(4)項ないし(7)項のいずれかに記載の画像データ取得システム。
【００２６】
前述したように、特定画像処理の対象は、高解像度化処理の基礎となる複数の画像であってもよく、高解像度化処理によって得られた画像に対して行ってもよい。本項に記載の態様は、その対象を選択可能に構成された態様である。先に説明したように、いずれの画像を対象とするかによって、メリットが異なる。本項に記載の態様によれば、状況等に応じて対象を選択することが可能であることから、状況等に応じて、処理速度を重視したり、画像品質を優先したりできることで、より実用性の高いシステムが実現されることになる。
【００２７】
（１１）前記画像処理装置が、前記特定処理部が実行する前記特定の画像処理の対象を、前記複数の撮影画像の各々の画像データと前記被撮影物の高解像度画像の画像データとの一方に決定する特定処理対象決定部を有する(10)項に記載の画像データ取得システム。
【００２８】
本項に記載の態様は、特定画像処理の対象を、ある基準に従って自動的に決定するように構成された態様である。対象を自動的に決定可能であれば、便利なシステムが実現する。
【００２９】
（１２）前記特定処理対象決定部が、前記特定の画像処理の対象を、前記カメラによって得られた撮影画像を構成する画素のうちの高解像度化処理において有効に利用できる画素の数に基づいて決定する(11)項に記載の画像データ取得システム。
【００３０】
本項に記載の態様は、特定の画像処理の対象を決定する際の尺度を限定した態様である。高解像度化処理によって得ようとする画像は被撮影物の画像であり、例えば、撮影画像のうち被撮影物が写されている領域を構成する画素が高解像度化処理によって有効に利用できる画素、つまり、有効利用画素となる。例えば、撮影画像はカメラを振動させつつ取得されるため、被撮影物の領域の周囲にある程度のマージンを有するような撮影画像とする必要がある。また、例えば、先に説明したように、斜めから撮影する場合、被撮影物は台形形状に変形するため、撮影画像内における被撮影物の領域はその分小さくなる。そのような理由から、被撮影物の領域を構成する画素数は、撮影条件等によって異なるものとなる。一方で、高解像度化処理は、複数の撮影画像における有効利用画素の総数が多ければ多い程、得られる高解像度画像の品質は高くなる。したがって、例えば、有効利用画素の数が比較的多いような場合には、撮影画像を特定画像処理の対象としなくとも、比較的高品質な高解像度画像が得られるが、有効利用画素の数が比較的少ないような場合には、高解像度化処理後の画像を特定画像処理の対象とすれば、満足な品質の画像を得難い。このことに鑑み、有効利用画素数を基準として特定画像処理の対象を決定すれば、処理時間と画像品質とのバランスを考慮した画像処理を実現可能なシステムが実現する。なお、撮影画像の全画素に対する有効利用画素の割合（以下、「画素有効利用率」という場合がある）を基準とすることも、有効利用画素を基準とすることの概念に含まれる。
【００３１】
（１３）前記撮影制御装置が、前記カメラによる撮影回数を、被撮影物の撮影画像を構成する画素のうちの高解像度化処理において有効に利用できる画素の数に基づいて決定するように構成された(1)項ないし(12)項のいずれかに記載の画像データ取得システム。
【００３２】
先に述べたように、有効利用画素数は、得られる高解像度画像の品質を左右する。一方で、撮影回数、つまり、撮影画像の数も、高解像度画像の品質を左右し、また、撮影画像の数は、画像処理全体の時間をも左右する。本項の態様は、そのことに鑑みた態様であり、有効利用画素数を基準として撮影画像の数を決定することで、処理時間と画像品質とのバランスを考慮した画像処理を実現可能なシステムが実現する。具体的には、例えば、有効利用画素数が比較的多い場合には、画像処理の迅速性を高くすべく撮影回数を比較的少なくし、逆に、有効利用画素数が比較的少ない場合には、画像品質を高くすべく撮影回数を比較的多くするような態様とすることができる。
【００３３】
（２１）カメラを、シート状の被撮影物を撮影可能に保持するとともに、振動装置を有してそのカメラを振動させることが可能なカメラ保持装置と、
前記振動装置によって前記カメラを振動させつつ前記カメラに被撮影物の表面を複数回撮影させる撮影制御装置と、
複数の画像の各々の画像データからそれら画像の各々の解像度より高い解像度をもつ１の高解像度画像の画像データを作成する高解像度化処理を、前記カメラによって得られた被撮影物の複数の撮影画像に基づく画像データに対して実行することで、被撮影物の表面の高解像度画像の画像データを作成する高解像度化処理部を有する画像処理装置と
を備えた画像データ取得システム。
【００３４】
本項に記載の態様は、先に説明した画像データ取得システムの態様と異なり、カメラ、および、被撮影物を載置するためのテーブルを、必須構成要素としない画像データ取得システムに関する態様である。本項の態様によれば、汎用のデジタルカメラを利用したシステムや、任意の場所にセットした被撮影物に対しての画像データ取得処理が実行可能なシステム等を構築することが可能である。なお、本項に記載の態様は、上記各態様における技術的特徴による限定を加えた各種の態様とすることが可能であり、それら各種の態様は、先に説明したとことろの、それぞれの技術的特徴によって得られる利点を享受することが可能である。
【００３５】
（３１）複数の画像の各々の画像データからそれら各々の解像度より高い解像度をもつ１の高解像度画像の画像データを作成する高解像度化処理を、カメラを互いに異なる位置に位置させて撮影された概してシート状の被撮影物の複数の撮影画像に基づく画像データに対して実行することで、被撮影物の高解像度画像の画像データを作成する高解像度化処理部と、
１の画像の画像データを別の画像データに変換する特定の画像処理を、前記複数の撮影画像の各々の画像データと前記被撮影物の高解像度画像の画像データとの少なくとも一方に対して実行可能な特定処理部と
を有する画像処理装置。
【００３６】
本項に記載の態様は、上記画像データ取得システムにおいて好適に採用可能な画像処理装置に関する態様である。本項に記載の態様は、上記各態様における画像処理装置に関する技術的特徴による限定を加えた各種の態様とすることが可能であり、それら各種の態様は、先に説明したとことろの、それぞれの技術的特徴によって得られる利点を享受することが可能である。
【００３７】
（４１）概してシート状の被撮影物の表面を、カメラを互いに異なる位置に位置させて複数回撮影するステップと、
複数の画像の各々の画像データからそれら各々の解像度より高い解像度をもつ１の高解像度画像の画像データを作成する高解像度化処理を、前記カメラによって得られた被撮影物の複数の撮影画像に基づく画像データに対して実行することで、被撮影物の高解像度画像の画像データを作成するステップと、
１の画像の画像データを別の画像データに変換する特定の画像処理を、前記複数の撮影画像の各々の画像データと前記被撮影物の高解像度画像の画像データとの少なくとも一方に対して実行するステップと
を含む画像データ取得方法。
【００３８】
本項に記載の態様は、画像データ取得方法のカテゴリに属する請求可能発明の態様であり、例えば、上記画像データ取得システムの実行によってなされる画像データ取得方法が、本項の態様の一態様となる。本項に記載の態様は、上記画像データ取得システムの各態様において示した技術的特徴による限定を加えた各種の態様とすることが可能であり、それら各種の態様は、先に説明したとことろの、それぞれの技術的特徴によって得られる利点を享受することが可能である。
【実施例】
【００３９】
以下、請求可能発明の実施例を、図を参照しつつ詳しく説明する。なお、請求可能発明は、下記実施例の他、前記〔発明の態様〕の項に記載された態様を始めとして、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した種々の態様で実施することができる。
【００４０】
≪第１実施例≫
（Ａ）画像データ取得システムのハード構成
第１実施例の画像データ取得システムは、図１に示す多機能複合機１０（以下、「複合機１０」と略す場合がある）、詳しく言えば、プリンタ機能を主体的な機能とする複合機１０の一部分を構成している。当該複合機１０の本体１２の上部は、平滑にされており、文章原稿，写真等、表面に形成された画像の画像データが取得されるシート状の被撮影物（以下、「画像シート」と呼ぶ場合がある）が載置可能とされている。つまり、この本体１２の上部が画像シートの載置ステージ、つまり、テーブルとして機能する（以下、本体上部のことを「テーブル１４」と呼ぶ場合がある）。テーブル１４は、概してＡ４サイズ以下の画像シートを載置可能とされており、テーブル１４の表面には、画像シートを載置する際の位置（設定載置位置）の目安となる３つのガイドライン１６ａ，１６ｂ，１６ｃ（「ガイドライン１６」と総称する場合がある）が設けられている。ガイドライン１６は、いずれも長方形を形作っており、本複合機１０では、Ａ４サイズのシート対しての目安となるＡ４サライン１６ａ、Ｂ５サイズのシートに対しての目安となるＢ５ライン１６ｂ、はがきサイズのシートに対しての目安となるはがきライン１６ｃの３つが設けられている。
【００４１】
本体１２の右側部には、スタンド１８が付設されている。スタンド１８の先端部には、バイブレータ２０を介して、カメラ２２（いわゆるデジタルカメラである）が取り付けられている。このカメラ２２は、ＣＣＤを受光素子とし、約１Ｍピクセル（縦が約９００ピクセル，横が約１２００ピクセル）の解像度を有し、固定焦点型であって、ピントが固定されたカメラである。図１は、カメラ２２が画像シートを撮影するための位置（撮影時位置）に位置させられた状態を示しており、この図から解るように、撮影時位置は、テーブル１４の表面に平行な平面内において画像シートの外側の位置、詳しくは、Ａ４サイズの画像シートを撮像する場合を例にとれば、そのシートの短辺側においてそのシートから離れた位置とされている。また、撮影時位置は、テーブル１４の表面から離れた上方の位置とされており、カメラ２２は、斜上方から、画像シートを撮影する。ちなみに、カメラ２２の光軸線ＡＬは、テーブル１４の表面、つまり、撮影時における画像シートの表面となす角度（対テーブル角）θが設定角度（本複合機１０では約４０゜）となっており、光軸線ＡＬのテーブル１４表面との交点ＡＰは、上記各サイズの画像シートが設定載置位置に載置された場合におけるそれの中心ＳＰよりも、カメラ２２側にシフトしている。
【００４２】
上述のように、カメラ２２がテーブル１４の斜め上方にセットされていることから、テーブル１４の上方には何らの装置，部材等が存在せず、本複合機１０では、画像シートのテーブル１４への載置は、極めて容易に行える。なお、スタンド１８は、下端部を中心して回動するような構造、つまり、可倒式の構造とされており、画像シートの撮影を行わない場合には、前方側に倒すことができる。
【００４３】
バイブレータ２０は、スタンド１８の先端部に固定的に保持されるとともに、カメラ２２を、それに振動を付与可能に保持している。バイブレータ２０は、カメラ２２を弾性的に支持するとともに、カメラ２２と係合する偏心軸をモータ２４にて回転させる構造とされており、起動することで、カメラ２２を、一平面内において、詳しくは、カメラ２２の光軸線ＡＬに直角な平面内において振動させる。なお、見方を変えれば、スタンド１８とバイブレータ２０とを含んでカメラ保持装置が構成されていると考えることも可能である。
【００４４】
本多機能複合機１０は、バイブレータ２０によってカメラ２２を振動させながら、カメラ２２に複数回撮影させることが可能とされている。そのような撮影処理におけるバイブレータ２０およびカメラ２２の作動は、本体１２内部に設けられて撮影制御装置として機能する撮影コントローラ２６によって制御される。撮影コントローラ２６は、マイコンおよび駆動回路を主体として構成されており、当該多機能複合機１０のメインコントローラ（図示を省略）の制御下で、バイブレータ２０およびカメラ２２に上記撮影処理を実行させる。また、カメラ２２によって撮影された画像の画像データは、本体１２内部に設けられて画像処理装置として機能する画像処理ユニット２８による画像処理に供される。画像処理ユニット２８は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を含むコンピュータを主体として構成されており、メインコントローラの制御下で、後に説明する画像処理を実行する。
【００４５】
本多機能複合機１０は、オペレータによる自身への直接操作によって、印刷、画像読み取り、コピー等の処理を実行可能とされるとともに、当該多機能複合機１０に接続された外部コンピュータからの指令に基づいてそれらの処理を実行可能とされている。画像処理ユニット２８によって処理された画像データは、当該多機能複合機１０による印刷処理に供され、また、外部コンピュータの指令に基づきそのコンピュータに送られる。
【００４６】
（Ｂ）画像処理
図２に示すような画像シート３０、詳しく言えば、写真と文字とが混在する画像シート３０をテーブル１４の設定撮影位置に載置し、その画像シート３０をカメラ２２によって撮影すれば、その撮影によって得られる画像（以下、「撮影画像」という場合がある）は、図３のような画像となる。カメラ２２の光軸線ＡＬがテーブル１４に対して斜めになっているため、撮影画像において、画像シート３０は、上下が縮まるともにそれの輪郭が概して台形形状となるような変形が生じており、また、カメラ２２の被写界深度に関係して、画像シート３０の上部および下部には、ボケが発生している。さらに、カメラ２２には比較的広角なレンズが用いられているため、撮影画像には、樽型の歪曲収差が存在している。本多機能複合機１０による画像データ取得処理、詳しく言えば、画像処理ユニット２８による画像データ作成処理では、それら、画像の変形，ボケ，歪みを修正する画像処理が実行される。さらに、カメラ２２の解像度は比較的低く（上述したように約１Ｍピクセルである）、そのデメリットを解消すべく、カメラ２２で撮影された複数の低解像度の画像の画像データを基に、解像度の高い１つの画像の画像データを作成する処理が実行される。以下に、それらの処理の各々の内容を始めとして、画像処理ユニット２８によって行われる画像処理を詳しく説明する。
【００４７】
なお、カメラ２２は、カラー画像を取得できるカメラであり、カメラ２２によって撮影された画像の画像データは、各画素についてのＲＧＢそれぞれの輝度値（例えば、２５６階調の階調値）によって構成される。画像処理は、実際には、Ｒ輝度値，Ｇ輝度値，Ｂ輝度値の各々に関する３組の画像データに対して行われるが、説明の簡素化に鑑み、それらを１元化し、１つの画像の画像データは、各画素について１つの画素値を有する１組の画像データとみなすこととする。
【００４８】
i）トリミング処理
後に説明する画像処理に先立って、必要に応じ、画像処理の対象範囲を決定するためのトリミング処理が実行される。先に説明したように、本多機能複合機１０では、バイブレータ２０によってカメラ２２を振動させた状態において、複数回、画像シートが撮影される。したがって、カメラ２２振動させていない状態で撮影される画像シートの輪郭に対して、それの周りにマージンをとった範囲が画像処理の対象範囲として決定される。簡単に言えば、振動によるブレを考慮した分、大きめに対象範囲が特定されるのである。図２に示す画像シート３０は、A４サイズの画像シートであり、カメラ２２による撮影範囲が画像処理の対象範囲となるため、トリミング処理は行われないが、Ｂ５サイズ，はがきサイズの画像シートの場合は、撮影範囲のうちの画像処理の対象範囲を決定するためのトリミング処理が実行される。図４（ａ）は、カメラ２２の撮像範囲内にＡ４サイズの画像シートの輪郭が収まっている状態を模式的に示す図であり、Ｂ５サイズの画像シートの場合は、図４（ｂ）に示すように、はがきサイズの画像シートの場合には、図４（ｃ）に示すように、それぞれ、輪郭の周りに所定のマージンを有する範囲（破線で囲んだ範囲）を対象範囲とするようなトリミング処理が実行される。なお、本多機能複合機１０では、各サイズの画像シートともテーブル１４上の上述した設定載置位置に載置されることを前提としており、それらトリミング処理は、画像シートのサイズに関する情報に基づいて、そのサイズに応じて設定された対象範囲となるように、自動的に実行される。
【００４９】
ii）エッジ強調処理
撮影画像を、図５に示すように、画像中心Ｏ（本明細書においては、特に断りのない限り、光軸線ＡＬと一致するものとして扱う）を原点とするＸＹ２次元直交座標で表せば、先に説明したように、テーブル１４の法線に対してカメラ２２の光軸線ＡＬが傾斜しているため、撮影画像では、画像中心Ｏを通って真横に延びるライン（以下、「ｘ軸線」いう場合があり、同様に、真縦に延びるラインを、「ｙ軸線」という場合がある）からの距離が大きくなる程、焦点がずれることに起因するボケが激しくなる。つまり、画像の上下におけるボケ量が大きくなるのである。エッジ強調処理は、この画像のボケを修正することを主目的とする処理である。
【００５０】
本画像処理ユニット２８で実行されるエッジ強調処理は、簡単にいえば、以下のようにして行われる。図６に示すように、画像の中の１つの画素である対象画素４０について、その対象画素４０およびそれの周辺画素４２の画素値からその対象画素４０がエッジ部分に位置するか否かが判断され、エッジ部分に存在する場合に、周辺画素４２との間で重み付けを行うためのマトリクスフィルタ４４を用いたフィルタ処理によって、周辺画素４２の画素値を利用した対象画素４０の画素値の補正がなされる。そして、この１画素についてのフィルタ処理による補正が、対象画素４０が画像全体に遷移させられつつ、全画素について実行されることで、画像全体についてのエッジ強調処理が実行されるのである。
【００５１】
ここで、マトリクスフィルタを用いた一般的なエッジ強調処理を、さらに詳しく説明すれば、フィルタ処理される前の座標位置（ｘ，ｙ）の対象画素の画素値をＣ（ｘ，ｙ）と、フィルタ処理がなされた後のその対象画素の画素値をＣ’（ｘ，ｙ）とした場合、画素値Ｃ’（ｘ，ｙ）は、次式に従って、求められる。
【数１】
2007324655.tif 000003
この式において、Ｍａｔ（ｉ，ｊ）がマトリクスフィルタであり、そのフィルタは、対象画素およびそれを中心とした（２ｎ−１）画素×（２ｎ−１）画素の範囲に属する近傍画素の各々に対応した重み付け係数の集合として設定されるものである。また、対象画素に対応する重み付け係数は、Ｍａｔ（０，０）であり、次式に示すように、それらの合計が１となるように設定されている。
【数２】
2007324655.tif 000004
【００５２】
本画像処理ユニット２８では、マトリクスフィルタ４４は、図６に示すように、対象画素４０とそれを中心とした５画素×５画素の範囲の近傍画素に対応して設定された重み付け係数、詳しく言えば、対象画素４０および近傍画素と対象画素４０との相対位置に関連付けられた４種の重み付け係数Ｋ0，−Ｋ1，−Ｋ2，−Ｋ3によって構成されている。ちなみに、Ｋ0，Ｋ1，Ｋ2，Ｋ3はいずれも正の値であり、それらは、Ｋ0＞Ｋ1＞Ｋ2＞Ｋ3の関係にある。
【００５３】
本エッジ強調処理では、対象画素のｙ座標値に応じて、適用されるマトリクスフィルタ４４における上記重み付けが変更される。詳しく言えば、重み付け係数Ｋ0，Ｋ1，Ｋ2，Ｋ3の係数値を、ｙ座標位置の絶対値が大きくなる程、つまり、画像のｘ軸線から遠い程、エッジ強調の効果が高くなるようにされる。具体的には、上記〔数２〕の式を満足することを条件に、Ｋ0＞Ｋ1＞Ｋ2＞Ｋ3の関係を維持しつつ、例えば、Ｋ0の値を大きくすることで、エッジ強調の効果を高めている。本画像処理ユニット２８におけるエッジ強調処理では、そのような手法を採用することで、光軸線ＡＬの傾斜に起因する画像のボケが、適正に除去される。
【００５４】
iii）歪曲収差補正処理
歪曲収差補正処理は、図７に示すように、歪曲収差によって、樽型あるいは、糸巻型に歪む画像を、その歪みが除去された画像に変換する処理である。カメラ２２は比較的広角なレンズを使用しているため、本画像処理ユニット２８によって実行される歪曲収差補正処理では、樽型に歪む画像から、その歪みが除去された画像に変換される。
【００５５】
歪曲収差は、中心からの距離によって歪みの程度が異なり、距離が大きくなるにつれて歪みの程度が大きくなる。そこで、歪曲収差補正処理では、処理後の画像における画素の位置（ｘ，ｙ）と、原画像における画素の位置（ｘ0，ｙ0）との関係を規定する歪曲収差修正関数ｆを利用して、処理後画像の各画素ごとに、次式に従って、処理後画像の画素の各画素値Ｃ（ｘ，ｙ）を、その画素に対応する原画像の画素の画素値Ｃ（ｘ0，ｙ0）とする処理が実行される。
（ｘ0，ｙ0）＝ｆ（ｘ，ｙ）
Ｃ（ｘ，ｙ）＝Ｃ（ｘ0，ｙ0）
なお、関数ｆは、レンズの焦点距離等に依存するものであり、焦点距離等に基づいて予め設定された関数として、画像処理ユニット２８が有するＲＯＭ内に格納されている。
【００５６】
iv）矯正処理
先に説明したように、テーブル１４の法線に対してカメラ２２の光軸線ＡＬが傾斜しているため、撮影された画像は、台形状に変形している。詳しく言えば、長方形が台形に変形する形状的な変形に加え、画像の上下方向において縮むような変形が生じている。本画像処理ユニット２８が実行する矯正処理は、この変形を除去するための処理である。
【００５７】
矯正処理は、２つの処理に分けられる。それら２つの処理のうちの１つであるｘ軸方向矯正処理は、図８に示すように、ｘ軸方向の変形を除去するための処理であり、ｙ軸方向の画素位置および画像の最下端のｘ軸方向の寸法をそのままにしつつ、画像の上方に向かうにつれてｙ軸線からの距離を大きく拡大することによって、台形状の画像を長方形の画像に修正するための画像処理である。ｘ軸方向矯正処理では、処理後の画像における画素の位置（ｘ，ｙ）と、原画像における画素の位置（ｘ0，ｙ0）との関係を規定するｘ軸方向矯正関数ｇXを利用して、処理後画像の各画素ごとに、次式に従って、処理後画像の画素の各画素値Ｃ（ｘ，ｙ）を、その画素に対応する原画像の画素の画素値Ｃ（ｘ0，ｙ0）とする処理が実行される。
（ｘ0，ｙ0）＝ｇX（ｘ，ｙ）
Ｃ（ｘ，ｙ）＝Ｃ（ｘ0，ｙ0）
なお、ｘ軸方向矯正関数ｇXは、予め設定された関数として、画像処理ユニット２８が有するＲＯＭ内に格納されている。ちなみに、関数ｇXは、単なる幾何学的手法によって導き出すことのできるものであることから、ここでは、明細書の簡略化の観点から、関数ｇXの具体的な内容については説明を省略する。
【００５８】
また、２つの処理のうちのもう１つであるｙ軸方向矯正処理は、図９に示すように、ｙ軸方向の変形を除去するためのの処理であり、ｘ軸方向の画素位置をそのままにしつつ、ｙ軸方向の画素位置を修正するとともに、ｙ軸方向において画素を補間するように追加することで、画像をｙ軸方向に拡大する処理である。ｙ軸方向矯正処理では、ｘ軸方向矯正処理と同様、処理後の画像における画素の位置（ｘ，ｙ）と、原画像における画素の位置（ｘ0，ｙ0）との関係を規定するｙ軸方向矯正関数ｇYを利用して、処理後画像の各画素ごとに、次式に従って、処理後画像の画素の各画素値Ｃ（ｘ，ｙ）を、その画素に対応する原画像の画素の画素値Ｃ（ｘ0，ｙ0）とする処理が実行される。
（ｘ0，ｙ0）＝ｇY（ｘ，ｙ）
Ｃ（ｘ，ｙ）＝Ｃ（ｘ0，ｙ0）
また、画素の補間については、線形補間が実行される。なお、ｙ軸方向矯正関数ｇYは、ｘ軸方向矯正関数ｇXと同様、設定関数として、画像処理ユニット２８が有するＲＯＭ内に格納されている。ちなみに、関数ｇYも、単なる幾何学的手法によって導き出すことのできるものであることから、ここでは、明細書の簡略化の観点から、関数ｇYの具体的な内容については説明を省略する。また、補間についても、よく知られた手法を用いることが可能であるため、補間の具体的な処理については、説明を省略する。
【００５９】
v）高解像度化処理
高解像度化処理は、図１０に概念的に示すように、複数の低解像度画像から、１の高解像度画像を作成する処理である。詳しく言えば、撮影位置を互いに異ならせて撮影された画像シートの複数の低解像度の画像データから、その画像シートの１の高解像度の画像の画像データを作成する処理である。
【００６０】
ここで、１の高解像度画像を、図１１に示すように、１の低解像度画像に変換する場合を考える。この低解像度化におけるｘ軸方向，ｙ軸方向の縮小率を１／ｑとすれば、ｑ・Ｎx×ｑ・Ｎyの画素を有する高解像度画像が、Ｎx×Ｎyの画素を持つ低解像度画像となる（図１１では、ｑ＝２とされている）。また、この低解像度化においては、画像の僅かなブレおよびノイズを伴うものとする。この低解像度化のモデルにおいて、低解像度画像の各画素の画素値ＣLと、高解像度画像の各画素の画素値ＣHとの関係は、次式で表すことができる。
ＣL＝Ｄ・Ｆ・ＣH＋ｎ
ここで、ＣLは、Ｎx×Ｎyの行列であり、ＣHは、ｑ・Ｎx×ｑ・Ｎyの行列である。Ｄは、低解像度化を表す行列関数であり、例えば、図１１に表されているケースでは、斜線で示すところの、高解像画像の互いに隣接する４つの画素の画素値の平均が、低解像度画像の１つの画素の画素値とされ、そのような低解像度化のプロセスを表す行列関数（いわゆる「ボケ関数」）となり、行列サイズは、（Ｎx×Ｎy）×（ｑ・Ｎx×ｑ・Ｎy）となる。また、Ｆは、画像のブレを補償するための行列関数（以下、「ブレ補償関数」という場合がある）であり、行列サイズは、（ｑ・Ｎx×ｑ・Ｎy）×（ｑ・Ｎx×ｑ・Ｎy）となる。さらに、ｎは、ノイズ、詳しく言えば、ブレに対する補償を行った際に生じる誤差を表す行列ベクトルと考えることができ、その行列のサイズはＮx×Ｎyとなる。
【００６１】
本画像処理ユニット２８によって行われる高解像度処理は、上記低解像度化の逆の処理であり、簡単に言えば、複数の低解像度画像の各々の画素値ＣLから、低解像度画像の数だけ上記式を立て、それらの式を連立方程式として解くことで、高解像度画像の画素値ＣHを推定を行う処理である。この画素値ＣHの推定は、最適化の手法に基づいて行われるが、この推定の手法については、先に掲げた文献、『武久康夫，田中清、「マルチフレームを用いた画像の高解像度化」、長野県情報技術試験場研究報告Ｎｏ．１９（２００３）』に詳しく説明されており、本画像処理ユニット２８においては、その手法を採用するため、ここでの説明は省略することとする。なお、本画像処理ユニット２８が実行する高解像度化処理では、ｘ軸方向，ｙ軸方向ともに、解像度を２倍にする処理が行われ、その処理によって作成された高解像度画像の画素数は、基礎となる低解像度画像の画素数の４倍となる。
【００６２】
（ｃ）画像処理における画像品質および処理速度
i）高解像度化処理における撮影画像の数
先に説明したように、高解像度化処理では、複数の低解像度画像の画像データを基に高解像度画像の画像データを作成するが、その作成にあたって、最適化の手法に従った推定がなされる。そのことに鑑みれば、一般的に、高解像度化処理を実行する場合、低解像度画像の数、つまり、カメラによって撮影された撮影画像の数が多い程、高解像度化処理によって、より高解像度な画像が得られることになる。つまり、高解像度処理の結果としての画像品質が高くなるのである。逆に、撮影画像の数が多い程、高解像度化処理の処理速度が遅くなる。つまり、高解像度化処理にかかる時間が長くなるのである。ちなみに、本多機能複合機１０においては、高解像度化処理を施した高解像度画像がある程度満足のいく画像品質となるように、撮影画像の数、つまり、カメラ２２による撮影回数が、「１０」に設定されている。なお、撮影画像の数が固定的に設定されていることで、高解像度化処理において、撮影画像の数に依拠する画像品質，処理速度の変化を生じさせないようになっている。
【００６３】
ii）撮影画像における有効利用画素数
上述した撮影画像の画像処理の対象範囲における全画素のうち、どのくらいの数の画素が高解像度化処理において有効に用いられるかということも、高解像度化処理による画像品質を左右する。例えば、図４を参照すれば、画像シートの輪郭内に含まれる画素が、実際上、高解像度化処理において有効的に利用される画素となる。同じ数の撮影画像を基に高解像度化処理を行うことを前提とすれば、この有効利用画素が多い程、詳しく言えば、前述した画像処理の対象範囲（先に説明したように、トリミングによって決定されることもある）の全画素数に対する有効利用画素数の割合（以下、「画素有効利用率」という場合がある）が高い程、高解像度化処理の結果としての高解像度画像の画像品質は高くなる。見方を変えれば、高解像度画像の画像品質をある程度の高さに維持しようとすれば、有効利用画素数が多い程、撮影画像の数は少なくてすみ、逆に、有効利用画素数が少ない程、撮影画像の数を増やす必要があるのである。
【００６４】
ちなみに、本多機能複合機１０では、画像シートのサイズが、Ａ４〜はがきサイズのいずれであっても、画素有効利用率は概ね５０％程度とされている。そのため、本画像処理ユニット２８による高解像度化処理では、いずれのサイズの画像シートであっても、画素有効利用率に依拠する画像品質の差は小さく、画像シートのサイズに拠らず安定した画像品質が担保されているのである。また、いずれのサイズにおいても画素有効利用率が同程度とされているに鑑みて、撮影画像の数、つまり、カメラ２２による撮影回数が、前述のように一定とされている。
【００６５】
iii）高解像度化処理と他の画像処理との実行順序
本画像処理ユニット２８では、先に説明したエッジ強調処理，歪曲収差補正処理，ｘ軸方向矯正処理を含む一連の処理を特定の画像処理（以下、「特定処理」という場合がある）として扱い、その特定処理と上記高解像度化処理との実行順序を変更可能とされてる。ちなみに、特定処理に含まれる上記３つの処理は、いずれも、処理前の画像を構成する画素数と、処理後の画像を構成する画素数とが、実質的に同じ数となる処理である。
【００６６】
本画像処理ユニット２８の画像処理を、Ａ４サイズの画像シートについて行う場合を例にとって説明すれば、高解像度化処理は、特定処理との順序の如何に拘わらず、画素数が１Ｍピクセルから４Ｍピクセルに増加する画像処理であるのに対して、上記エッジ強調処理，歪曲収差補正処理，ｘ軸方向矯正処理は、いずれも、高解像度化処理前の画像に対して行えば、１Ｍピクセルの画素を対象とする処理となり、高解像度化処理後の画像に対して行えば、４Ｍピクセルの画素を対象とする処理となる。エッジ強調処理，歪曲収差補正処理，ｘ軸方向矯正処理のそれぞれの１画素に対する処理時間（以下、「画素単位処理時間」という場合がある）を、それぞれ、ｔE，ｔW，ｔXとし、また、撮影画像の数を１０とし、高解像度化処理の所要時間をＴKとすれば、それらの処理の全体の処理時間は、下記表に示すような時間となる。
【表１】
2007324655.tif 000005
上記表から解るように、特定処理を、高解像度化処理に先立って行えば、つまり、カメラ２２による複数の撮影画像に対して行えば、画像処理の全体の時間が長くかかり、逆に、特定処理を、高解像度化処理の後に行えば、つまり、高解像度化処理によって得られた１つの高解像度化画像に対して行えば、画像処理の全体の時間を短くすることができるのである。
【００６７】
一方で、特定処理を先に行う場合には、適正化された画像に近い画像に対して高解像度化処理が実行されるため、得られた高解像度画像の画像品質が高くなる傾向にある。また、ｘ軸方向矯正処理を高解像度化処理に先立って行うため、高解像度化処理の基礎となる画像において、画像シートの輪郭が台形ではなく長方形となり、高解像度化処理において、画像シート輪郭内を構成する画素数が増えることにより、高解像度化処理を実行するにあたっての画素情報が多く、その点においても、得られる高解像度画像の画像品質は高くなる。
【００６８】
上述のことに鑑みれば、上記Ａ４サイズの画像シートについて画像処理を行う場合に限らず、一般的に、特定処理を高解像度化処理に先立って行う場合には、画像処理全体に要する時間が長くなるものの、高解像度画像の画像品質が高く、逆に、高解像化処理を行った後の高解像度画像に対して特定処理を施こす場合には、高解像度画像の画像品質は劣るものの、画像処理全体に要する時間は短くてすむこととなる。したがって、実際の画像処理においては、例えば、画像品質と画像処理速度とのいずれを重視するかによって、特定処理と高解像度化処理とのいずれを先行して行うかを決定し、その決定した順序に従って画像処理を実行することが可能である。
【００６９】
（Ｄ）画像データ取得処理のフロー
本多機能複合機１０による画像データ取得処理は、任意の画像シートがテーブル１４の設定載置位置に載置させられた状態において、図１２に示すようなフローに沿って実行される。まず、ステップ１（以下、「Ｓ１」という場合があり、他のステップも同様である）において、画像データ取得処理のモードに関する情報、つまり、画像処理によって得られる高解像度画像の画像品質を優先する“画質優先モード”であるか、あるいは、画像処理を高速で行うことを優先する“処理速度優先モード”であるかの指令が、本複合機１０に取り込まれる。次いで、Ｓ２において、画像シートのサイズに関する情報、つまり、画像シートのサイズが“Ａ４”，“Ｂ５”，“はがき”のいずれであるかについて指令が入手される。モードに関する情報およびサイズに関する情報は、複合機１０が外部コンピュータによって操作されている場合には、その外部コンピュータからの指令信号として入手され、また、複合機１０が外部コンピュータに依存せず自身の制御下で作動している場合には、オペレータにによる複合機１０の操作パネルへの入力操作に基づいて入手される。
【００７０】
次いで、外部コンピュータから、あるいは、操作パネルからの撮影作動開始指令に基づいて、撮影作動が開始される。具体的には、まず、Ｓ３において、バイブレータ２０が起動してカメラ２２の振動が開始され、Ｓ４において、カメラ２２が振動させられたままで、画像シートが、設定された回数（１０回）撮影される。バイブレータ２０およびカメラ２２の作動は、先に説明した撮影コントローラ２６によって制御され、撮影された複数の撮影画像の各々の画像データは、撮影コントローラ２６の指示の下、画像処理ユニット２８のメモリに格納される。設定回数の撮影の後、Ｓ５において、バイブレータ２０の作動が停止され、カメラ２２の振動が停止させられる。
【００７１】
次に、Ｓ６において、画像シートのサイズが、入手されたサイズ情報に基づいて判定され、Ａ４サイズでない場合には、Ｓ７において、前述したところのＢ５サイズあるいははがきサイズのトリミング処理が、サイズ情報に基づき、撮影画像の各々に対して実行される。画像処理の対象範囲が特定された後、Ｓ８において、入手されたモード情報に基づき、画像データ取得処理のモードが、画質優先モードと処理速度優先モードとのいずれであるかが判定され、画質優先モードである場合には、Ｓ９以下の処理が、処理速度優先モードである場合には、Ｓ１３以下の処理が実行される。なお、上記２つの判定処理およびトリミング処理は、画像処理ユニット２８によって行われる。
【００７２】
画質優先モードである場合には、高解像度化処理に先立って特定処理が実行される。詳しく言えば、複数の撮影画像の各々に対して、先に説明したところの、Ｓ９のエッジ強調処理，Ｓ１０の歪曲収差補正処理，Ｓ１１のｘ軸方向矯正処理が、その順序で実行される。その後、特定処理が施された複数の撮影画像の画像データを基礎として、Ｓ１２において、前述の高解像度化処理が実行される。それに対して、処理速度優先モードである場合には、高解像度化処理によって得られた高解像画像に対して、特定処理が実行される。詳しく言えば、まず、Ｓ１３において、複数の撮影画像の画像データを基に１の高解像度画像の画像データが作成され、その高解像度画像に対して、Ｓ１４のエッジ強調処理，Ｓ１５の歪曲収差補正処理，Ｓ１５のｘ軸方向矯正処理が、その順序で実行される。
【００７３】
画質優先モードにおける上記一連の画像処理、あるいは、処理速度優先モードにおける上記一連の画像処理の後、Ｓ１７において、先に説明したところの、ｙ軸方向矯正処理が実行され、予定されたすべての画像処理が終了する。ｙ軸方向矯正処理が施された高解像度画像の画像データは、画像処理ユニット２８のメモリに格納される。この格納された画像データは、当該多機能複合機１０による印刷処理に供されたり、外部コンピュータへ送信されたりする。
【００７４】
本多機能複合機１０は、以上述べた画像データ取得処理を実行可能とされていることから、画像データ取得システムを含んで構成されたものであるといえる。そのシステムの機能構成について言及すれば、上記高解像度化処理、上記特定処理を実行する画像処理ユニット２８は、それぞれの処理を行う機能部としての高解像度化処理部，特定処理部を含んで構成されるものとなっている。また、モードによって、特定処理の対象を、複数の撮影画像と１つの高解像度画像とのいずれかに決定する機能を有していることから、画像処理ユニットは、特定処理対象決定部を有する構成のものとされているのである。
【００７５】
≪第２実施例≫
（Ａ）画像データ取得システムのハード構成
第２実施例の画像データ取得システムは、図１３に示すように、ノート型パーソナルコンピュータ５０（以下、「パソコン５０」という場合がある）と、汎用のデジタルカメラ５２とを利用して実現される。カメラ５２は、パソコン５０のディスプレイが装備されている上蓋に、その上蓋が起こされた状態において、カメラ保持装置としてのホルダ５４を用いて取り付けられる。
【００７６】
ホルダ５４は、クランプ５６と、カメラ５２が取付けられるマウント部５８と、クランプ５６とマウント部５８とを連結するジョイント６０とを含んで構成されている。クランプ５６は、パソコン５０の上蓋を挟むようにして、パソコン５０に着脱可能に固定される。カメラ５８は、それに設けられた規格化されたねじ穴にマウント部５８に設けられた雄ねじを螺合させることによって、マウント部５８に取り付けられる。ジョイント６０は、フレキシブルジョイントとしての機能を有し、カメラ５２に任意の姿勢をとらせるとともに、その姿勢を固定することが可能とされている。マウント部５８には、振動装置としてのバイブレータ６２が設けられており、そのバイブレータ６２は、第１実施例で説明したものと同様の構造のものとされている。
【００７７】
カメラ５２は、普通に市販されている汎用カメラであり、自動ピント調節機能，ズーム機能、自動露出機能等を備えている。カメラ５２は、ＵＳＢケーブル６４にてパソコン５０と接続され、撮影動作がパソコン５０による制御下で行われる。撮影した画像の画像データは、ＵＳＢケーブル６４を介してパソコン５０に取り込まれる。また、バイブレータ６２も、ＵＳＢケーブル６６でパソコン５０に接続されており、パソコン５０によって作動が制御される。パソコン５０には、画像データ取得処理のためのアプリケーションプログラムがインストールされており、そのアプリケーションプログラムがパソコン５０によって実行されることで、画像データ取得処理が実行されることになる。
【００７８】
本システムのハード構成は、上述のように比較的簡素なものとなっており、また、システムの設置場所に関する制約は極めて小さいものとなっている。具体的に言えば、例えば図１３に示すように、パソコン５０を適当なテーブル上に置き、そのテーブル上のパソコン５０の周りの適当なスペースを被撮影物である画像シート７０のセット位置として利用し、そのセット位置に合わせてカメラ５２の姿勢を固定するだけで、画像データ取得処理を実行するための環境が整うのである。
【００７９】
（Ｂ）キャリブレーション処理
本画像データ取得システムによって行われる画像処理においても、第１実施例で説明したのと同様のエッジ強調処理，歪曲収差補正処理，ｘ軸方向矯正処理，ｙ軸方向矯正処理が実行され、また、同様の高解像度化処理が実行される。それらの処理についての説明は、明細書の簡略化に配慮して省略するが、本システムでは、カメラ５２と画像シートとの相対位置，カメラ５２の光軸線と画像シートとのなす角度，カメラの焦点距離（ズームの程度）が任意とされているため、それらに応じて、上記各画像処理において用いられるところの、マトリクスフィルタの重み付け係数Ｋ0〜Ｋ3，歪曲収差修正関数ｆ，ｘ軸方向矯正関数ｇX，ｙ軸方向矯正関数ｇYを決定する必要がある。そこで、本システムでは、画像データ取得処理に先立って、それら係数，関数を設定する処理としてのキャリブレーション処理を実行可能とされている。
【００８０】
キャリブレーション処理は、カメラ５２のセッティングの後、つまり、カメラ５２を任意の姿勢でパソコン５０に取り付け、カメラ５２のズーム位置を任意の位置とした後に行われる。このキャリブレーション処理では、図１４に示す基準シート７２が利用される。基準シート７２は、縦，横が設定された寸法の長方形（Ａ４サイズのシートと縦横比が等しい）をなすシートであり、４辺の各々には、各辺の中点となる位置を示す基準マーク７４が標されている。また、対角線が描かれ、その対角線上に、位置が既定のいくつかの測定点マーク７６が表されている。なお、基準シート７２は、互いに大きさの異なる複数のものが用意されており、カメラ５２と画像シートとの距離，カメラ５２のズーム位置等、つまり、撮影範囲に応じて、それらを使い分けるようにされている。
【００８１】
カメラ５２が捉えている画像は、パソコン５０のディスプレイに映し出されるようになっており、その画像には、図１５に示すように、画像中心Ｏ、つまり、カメラ５２の光軸線を交点とする縦横各１本ずつの軸ライン７８も映し出されている。基準シート７２を、４つの位置基準マーク７４が軸ライン７８上に位置するようにセットし、その状態で、キャリブレーション処理を開始させる。
【００８２】
キャリブレーション処理では、測定点マーク７６の各々が画像認識され、それらの各々の画像内における位置が取得される。それら各測定点マーク７６の画像内における位置と、実際の基準シート７２内の位置との関係から、カメラ５２が現在の姿勢にありかつカメラ５２のズーム位置が現在の位置にある場合における上記マトリクスフィルタの重み付け係数Ｋ0〜Ｋ3，歪曲収差修正関数ｆ，ｘ軸方向矯正関数ｇX，ｙ軸方向矯正関数ｇYが、それぞれ決定される。
【００８３】
（Ｃ）画像データ取得処理のフロー
本画像データ取得システムによる画像データ取得処理は、上述したカメラ５２のセッティング，キャリブレーション処理の後、画像データ取得の対象となる画像シートをカメラ５２の撮影範囲内に収まる位置に位置させた状態において、図１６に示すようなフローに沿って実行される。本システムによる画像データ取得処理では、カメラ５２による撮影回数を可変とする“撮影回数可変モード”と、撮影回数を固定とする“撮影回数固定モード”との２つのモードが設定されている。可変モードでは、先に説明した画素有効利用率に基づき、得られる高解像度画像の画像品質と処理速度とのバランスを考慮しつつ、撮影回数が決定される。それに対して、固定モードでは、画素有効利用率に基づき、得られる高解像度画像の画像品質と処理速度とのバランスを考慮しつつ、上述した特定処理と高解像度化処理との実行順序が決定される。
【００８４】
本画像データ取得処理では、先ず、Ｓ２１において、画像データ取得の対象となる画像のコーナ位置の情報が入手される。詳しく言えば、ディスプレイには、図１７に示すように画像シート８０が映しだされており、例えば、オペレータが、そのディスプレイを見ながら、画像シート８０の各コーナ位置にカーソル８２を合わせてクリックすることによって、撮影画像内におけるそれらコーナ位置に関する情報が取得される。続くＳ２２において、撮影画像内において画像処理の対象となる範囲が特定される。具体的に言えば、先に入手した画像コーナ位置の情報を基に、カメラ５２の振動によるブレを考慮すべく、画像シート８０の周囲に適当なマージンを有する長方形の範囲（図における破線の範囲）が、対象範囲として特定される。その対象範囲と既に入手している画像シート８０のコーナ位置とに基づき、Ｓ２３において、画素有効利用率Ｒが算出される。画素有効利用率Ｒは、対象範囲内の全画素数に対する画像シート８０の領域内の画素数の割合であり、実際には、撮影画像における対象範囲の面積Ｓ0に対する画像シート８０の面積Ｓの割合として算出される。なお、画像シート８０の面積Ｓは、画像シート８０の各コーナを直線で結んだ図形の面積として求められる。
【００８５】
続く、Ｓ２４において、画像データ取得処理のモードが判定される。上述した撮影回数可変モードとされている場合には、Ｓ２５において、画素有効利用率Ｒに基づいて、カメラ５２による画像シートの撮影回数が決定される。具体的には、先に説明したように、画像品質と処理速度とのバランスを考慮し、画素有効利用率Ｒが４０％未満の場合には、撮影回数が１３回に、４０％以上６０％未満の場合には１０回に、６０％以上の場合には７回に決定される。それに対し、撮影回数固定モードとされている場合には、Ｓ２６において、画素有効利用率Ｒに拠らず、撮影回数は１０回に決定される。
【００８６】
次いで、オペレータのパソコン５０への入力操作による撮影作動開始指令に基づいて、パソコン５０の制御下において、撮影作動が開始される。具体的には、まず、Ｓ２７において、バイブレータ６２が起動してカメラ５２の振動が開始され、Ｓ２８において、カメラ２２が振動させられたままで、画像シートが、先に決定された回数撮影される。撮影された複数の撮影画像の各々の画像データは、パソコン５０のメモリに格納される。設定回数の撮影の後、Ｓ２９において、バイブレータ６２の作動が停止され、カメラ５２の振動が停止させられる。撮影が終了した後、Ｓ３０において、撮影画像の各々に対して、先に特定されている対象範囲に基づくトリミング処理が実行される。
【００８７】
次に、Ｓ３１において、画像データ取得処理のモードが撮影回数可変モードとされているか、あるいは、撮影回数固定モードとされているかが判定される。固定モードである場合には、Ｓ３２において、画素有効利用率Ｒが設定されている閾値Ｒ0以上であるか否かが判定される。可変モードである場合および固定モードであって画素有効利用率Ｒが設定閾値Ｒ0未満である場合には、Ｓ３３以下の画像処理、つまり、高解像度化処理に先立って特定処理が実行される一連の処理が行われ、それに対し、固定モードであって画素有効利用率Ｒが設定閾値Ｒ0以上である場合には、Ｓ３７以下の画像処理、つまり、高解像度化処理によって得られた高解像画像に対して特定処理を実行する一連の処理が行われる。すなわち、固定モードが選択されている場合には、画像処理の順序を、画像品質と処理速度とのバランスに考慮し、有効利用画素数に基づいて決定するようにされているのである。
【００８８】
Ｓ３３〜Ｓ３６、および、Ｓ３７〜Ｓ４０において行われるエッジ強調処理，歪曲収差補正処理，ｘ軸方向矯正処理，高解像度化処理は、第１実施例において説明したのと同様の処理であるため、ここでの説明は省略する。それら一連の画像処理が実行された後、Ｓ４１において、第１実施例の場合と同様のｙ軸方向矯正処理が実行する。ｙ軸方向矯正処理が施された高解像度画像の画像データは、パソコン５０のメモリに格納され、本画像データ取得処理が終了する。
【００８９】
本画像データ取得システムは、以上述べた画像データ取得処理を実行可能とされており、機能に着目すれば、パソコン５０は、撮影制御装置として、また、画像処理装置として機能するものといえる。そして、パソコン５０は、上記高解像度化処理、上記特定処理を実行する機能部としての高解像度化処理部，特定処理部を含んで構成されるものとなっており、特定処理の対象を複数の撮影画像と１つの高解像度画像とのいずれかに決定する機能部としての特定処理対象決定部を含んで構成されるものとなっている。
【００９０】
なお、上述の画像データ取得処理では、画像品質と処理速度とのバランスを考慮して、撮影回数を決定していたが、例えば、第１実施例において説明したような画質優先モード，処理速度優先モードを設定し、画像優先モードとされている場合には、撮影回数を多めに決定し、処理速度優先モードとされている場合は、撮影回数を少なめに決定するような画像データ取得処理を実行させることも可能である。
【００９１】
≪変形例≫
上記第１実施例では、トリミング処理は、画像シートのサイズに関する情報に基づいて、そのサイズに応じて予め設定された対象範囲となるように、自動的に実行される。また、第２実施例では、オペレータのクリック操作によって取得された画像シートのコーナ位置に関する情報を基に、画素有効利用率が求められ、また、画像処理の対象となる範囲が特定され、さらに、トリミング処理が実行される。そのような手法に代え、複数回撮影された撮影画像のうちの１つを基に、画像認識処理によって、画像シートのコーナ位置を取得し、その取得されたコーナ位置を基に、画素有効利用率の算出，対象範囲を決定，トリミング等を実行してもよい。具体的に言えば、例えば、文章原稿等、画像シートが一般的に地色が白いものでありかつ長方形をなすものである場合等において、テーブル等、画像シートが載せ置かれる物体が黒っぽいときには、撮影画像を画像認識することにより、容易に、画像シートのコーナ位置を取得することが可能である。つまり、撮影画像内における画像シートの部分と画像シートが載せ置かれる物体の部分とのコントラスト差を利用しすることで、容易に画像シートのコーナ位置を検出することが可能である。そのような場合において、画像認識により画像シートのコーナ位置を自動的に取得し、そのコーナ位置を基に各種の処理を実行すれば、当該画像データ取得システム，画像処理装置の利便性が向上することになる。
【００９２】
上記第１実施例，第２実施例では、いずれも、被撮影物を画像シートに限定し、つまり、シート状の被撮影物を撮影対象として限定した説明を行っている。しかし、上記第１実施例，代２実施例の画像データ取得システムは、シート状のものだけでなく、例えば、ブロック状，ブック状の形状をなすものを被撮影物として、その被撮影物の画像データ、詳しくは、被撮影物の表面に形成された画像の画像データを取得可能に構成することも可能である。例えば、ある厚みを持つ被撮影物であれば、その厚みを考慮し、撮影画像に現れる厚み方向の影響に対する適切な補正を行いつつ画像処理を実行すれば、容易にその撮影物の画像データを取得することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】プリンタおよび第１実施例の画像データ取得システムを含んで構成される多機能複合機の外観を示す斜視図である。
【図２】図１に示す複合機によって画像データが取得される画像シートを例示する模式図である。
【図３】図２に示す画像シートを図１の複合機が有するカメラによって撮影した画像を模式的に示す図である。
【図４】画像シートのサイズによる撮影画像の差異およびそれら撮影画像に対して画像処理を行う場合の対象範囲の差異を示す概念図である。
【図５】撮影画像に生じるボケを模式的に示す図である。
【図６】撮影画像に生じるボケを除去するためのエッジ強調処理の手法を説明するための概念図である。
【図７】撮影画像に生じる歪曲収差とその歪曲収差の除去を説明するための概念図である。
【図８】画像シートに対してカメラの光軸線が斜めになっていることに起因して撮影画像に生じる変形を除去する矯正処理であって、ｘ軸方向について矯正する処理を説明するための概念図である。
【図９】画像シートに対してカメラの光軸線が斜めになっていることに起因して撮影画像に生じる変形を除去する矯正処理であって、ｙ軸方向について矯正する処理を説明するための概念図である。
【図１０】複数の低解像度画像の画像データから１つの高解像度画像の画像データを作成する高解像度化処理の概念を示す図である。
【図１１】図１０に示す高解像度化処理の手法を説明するための概念図である。
【図１２】図１に示す複合機によって実行される画像データ取得処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３】第２実施例の画像データ取得システムの外観を示す斜視図である。
【図１４】図１３に示す画像データ取得システムが実行するキャリブレーション処理で用いられる基準シートを示す図である。
【図１５】図１４に示す基準シートを用いたキャリブレーション処理においてカメラが捉えている画像を模式的に示す図である。
【図１６】図１３に示す画像データ取得システムによって実行される画像データ取得処理の流れを示すフローチャートである。
【図１７】画像処理の対象範囲の決定、高解像度化処理において有効に利用できる蛾素数の算定を説明するための概念図である。
【符号の説明】
【００９４】
１０：多機能複合機    １０：多機能複合機    １２：本体    １４：テーブル    １８：スタンド    ２０：バイブレータ    ２２：カメラ    ２６：撮影コントローラ    ２８：画像処理ユニット    ３０：画像シート    ５０：ノート型パーソナルコンピュータ    ５２：カメラ    ５４：ホルダ    ６２：バイブレータ    ７０：画像シート    ８０：画像シート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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